2019届高考物理二轮复习专题三电场和磁场考点3带电粒子在复合场中的运动课件.ppt

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1、第3讲　带电粒子在复合场中的运动[高考定位]1．考查内容(1)带电粒子在磁场中的应用实例、如质谱议、回旋加速器、速度选择器、霍尔元件，磁流体、发电机等。(2)带电粒子在组合场中的运动。(3)带电粒子在复合场中的运动。锁定命题方向2．题型、难度考查题型主要有选择、计算两种，选择题主要考查应用实例，难度中等，计算题考查带电粒子在复合场组合场中的运动，难度较大。[体验高考]1．(2017·全国卷Ⅰ)如图3－3－1所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a，

2、b，c电荷量相等，质量分别为ma，mb，mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是图3－3－1A．ma＞mb＞mcB．mb＞ma＞mcC．mc＞mb＞maD．ma＞mc＞mb答案B2．(多选)在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P＋和P3＋，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图3－3－2所示。已知离子P＋在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中运动时，离

3、子P＋和P3＋图3－3－2答案BCD图3－3－3A．霍尔元件前表面的电势低于后表面B．若电源的正负极对调，电压表将反偏C．IH与I成正比D．电压表的示数与RL消耗的电功率成正比答案CD(1)出射粒子的动能Em；(2)粒子从飘入狭缝至动能达到Em所需的总时间t0；(3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出，d应满足的条件。图3－3－4【必记要点】1．电偏转(匀强电场中)突破高频考点考点一　带电粒子在组合场中的运动2.磁偏转(匀强磁场中)图3－3－5(1)当B1＝B0时，粒子从Ⅰ区下边界射出时速度方向与边界夹角为60°，求

4、B0及粒子在Ⅰ区运动的时间t；(2)若B2＝B1＝B0，求粒子从Ⅱ区射出时速度方向相对射入Ⅰ区时速度方向的侧移量h；(3)若B1＝B0，且Ⅱ区的宽度可变，为使粒子经Ⅱ区恰能返回A点，求Ⅱ区的宽度最小值Lx和B2的大小。[审题探究](1)粒子在Ⅰ区射出点与射入点在同一竖直线上，那么在Ⅱ区射出点与射入点的位置关系怎样？(2)粒子经Ⅱ区恰能返回A点，其隐含条件是什么？规律总结带电粒子在组合场中运动的处理方法不论带电粒子是先后在匀强电场和匀强磁场中运动，还是先后在匀强磁场和匀强电场中运动。解决方法如下：1．分别研究带电粒子在不同

5、场中的运动规律，在匀强磁场中做匀速圆周运动，在匀强电场中，若速度方向与电场方向在同一直线上，则做匀变速直线运动，若进入电场时的速度方向与电场方向垂直，则做类平抛运动。根据不同的运动规律分别求解。2．带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系来处理。3．注意分析磁场和电场边界处或交接点位置粒子速度的大小和方向，把粒子在两种不同场中的运动规律有机地联系起来。【题组训练】1．现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图3－3－6所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出

6、口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为图3－3－6A．11B．12C．121D．1442．如图3－3－7所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1＝0.20T，方向垂直纸面向里，电场强度E1＝1.0×105V/m，PQ为板间中线。竖靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有一边界线AO，与y轴的夹角∠AOy＝45°，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应

7、强度B2＝0.25T，边界线的下方有竖直向上的匀强电场，电场强度E2＝5.0×105V/m。一束带电荷量q＝8.0×10－19C、质量m＝8.0×10－26kg的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.4m)的Q点垂直y轴射入磁场区，多次穿越边界线OA。求：图3－3－7(1)离子运动的速度；(2)离子从进入磁场到第二次穿越边界线OA所需的时间。解析(1)设正离子的速度为v，由于沿中线PQ做直线运动，则有qE1＝qvB1代入数据解得v＝5.0×105m/s。考点二　带电粒子在叠加

8、场中的运动[例2]如图3－3－8所示，平面直角坐标系的第二象限内存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为＋q的小球从A点以速度v0沿直线AO运动，AO与x轴负方向成37°角。在y轴与MN之间的区域Ⅰ内加一电场强度最小的匀强电场后，可使小球继续做直线运动到MN上的C点，MN与PQ之间区域Ⅱ